Магнитное упорядочение в дискретных сплавах германия и кремния с переходными 3d-металлами

• Автор: Отроков, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Дискретные магнитные сплавы как потенциальные материалы полупроводниковой спинтроники

1.1. Основы полупроводниковой спинтроники

1.2. Магнитное упорядочение в материалах для спиновой инжекции

в невырожденные полупроводники

1.2.1. Поиск материалов-инжекторов

1.2.2. Неупорядоченные сплавы Gei_xMx и Sii_xMx

1.2.3. Дискретные магнитные сплавы Ge/M и Si/M как альтернатива неупорядоченным сплавам Ge1_xMx и Sii_xMx

1.3. Теоретические исследования магнитного упорядочения в дискретных сплавах

1.4. Постановка задач исследования

Глава 2. Модель дискретных сплавов и методы их исследования
2.1. Модель дискретных сплавов
2.2. Теория функционала электронной плотности
2.3. Исследование электронной структуры дискретных сплавов
2.3.1. Метод функций Грина для исследования упорядоченных систем
2.3.2. Приближение когерентного потенциала для исследования неупорядоченных систем
2.4. Расчеты свойств объемных Si, Sio.sGeo.s и Ge в рамках описанной модели

2.5. Приближение разупорядоченных локальных моментов. Модель парамагнитной фазы в дискретных сплавах
2.6. Оптимизация атомной структуры дискретных сплавов. Метод проекционных присоединенных волн
2.7. Магнитная теорема сил. Методика исследования магнитного упорядочения
2.8. Метод Монте-Карло. Оценка характеристических температур магнитного упорядочения
Глава 3. Магнитное упорядочение в дискретных сплавах типа А1У/М
3.1. Дискретные магнитные сплавы А1У/Мэ (А1У=Зц Э^лОеол, Се; М=Тц V, Сг, Мп, Ге, Со, N1), содержащие монослои М типа замещения
3.2. Дискретные магнитные сплавы А1У/Мх (А1У=8ц йе; М=Сг, Мп,
Ге), содержащие монослои М типа внедрения
3.3. Дискретные магнитные сплавы А1У/М1М$ (А1У=Б1, ве; М=Сг,
Мп, Ге), содержащие монослои М типа внедрения-замещения .
Глава 4. Электронные свойства дискретных магнитных сплавов А1У/М
4.1. Дискретные магнитные сплавы А,у/Мд
4.2. Дискретные магнитные сплавы А1У/М:
4.3. Дискретные магнитные сплавы А1У/М1Мд
, Глава 5. Характеристические температуры магнитного упоря-

дочения в дискретных сплавах А1ЛЛ/М
5.1. Переход магнетик-парамагнетик в двумерных системах и особенности его описания в рамках метода Монте-Карло

5.2. Случай магнитной анизотропии типа легкая ось
5.2.1. Ферромагнитные дискретные сплавы А1У/М
5.2.2. Дискретные сплавы А1У/М, имеющие антиферромагнит-ную, ферримагнитную либо спиральную спиновые структуры
5.3. Случай магнитной анизотропии типа легкая плоскость
Заключение
Литература

чем полный монослой замещения. Кроме того, ФМ-порядок был предсказан для случаев 1/4 монослоя и 1/2 монослоя внедрения, однако полная спиновая поляризация на уровне Ферми была обнаружена лишь в системе с 1 /4 монослоя марганца. Согласно проведенным расчетам, наличие межузельных атомов Sii в ^-слое замещения приводит к потере полуметалличности вследствие энергетически выгодного обмена позициями, приводящего к оккупированию атомом кремния узла, а атомом марганца - тетраэдрической пустоты.
Наконец, в недавней работе [46] было исследовано внутрислоевое магнитное упорядочение в нерелаксированных ДМС AIV/M, где AIV—Si, Ge, GaAs, GaSb и GaN, а M = Cr, Mn, Fe и Co. Результаты, полученные относительно сплавов элементов IV группы с указанными металлами, свидетельствуют о том, что слои Cr, Мп и Со в кремнии упорядочиваются ферромагнитно, в то время как слой Fe, напротив, упорядочивается антиферромагнитно. В отношении ДМС Ge/Mn, было отмечено сходство полученных результатов с результатами для Si/Mn, что, однако, не было продемонстрировано ни графически, ни в виде таблицы. Тем не менее, проведение такого систематического исследования позволило его авторам обнаружить, что конкуренция между ФМ- и АФМ-состояниями находится в тесной связи с шириной 35-зоны дельта-легирующего элемента и плотностью электронных состояний на уровне Ферми.
1.4. Постановка задач исследования
Данное исследование направлено на поиск материалов для спиновой ин-жекции в кремний или германий. Такие материалы должны обладать свойствами, обсуждавшимися во Введении и в разделе 1.2.1. Проведенный анализ опубликованных в периодической литературе экспериментальных данных свидетельствует о том, что реализация систем класса РМП (AjYxMx)